雄鲸是海上的小夜曲演奏家?这种说法可能没根据_文化_好奇心日报

Karen Weintraub2019-01-14 06:43:56

人们对这种动物的行为模式知之甚少。

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有时候,鲸鱼就是想换一种调子来交流。

科学家最近研究了世界上不同海域鲸鱼的叫声,并观察它们的发声模式和音高变化规律,总结出以上结论。总而言之,新的研究表明鲸鱼不仅仅是简单地在水中吹吹口哨,而是在不断进化出一套复杂的交流方式,我们到了最近才开始了解鲸鱼的这一行为。

大多数鲸鱼和海豚都能发声,但海豚和齿鲸大多只会发出咔嗒声和口哨声。然而座头鲸(Humpbacks),可能还包括弓头鲸(bowheads)却能唱出带有重复节奏的鲸歌。澳大利亚昆士兰大学鲸类生态与声学实验室(Cetacean Ecology and Acoustics Laboratory)副教授迈克尔·诺德(Michael Noad)说道。

相同区域的一些鸟类会鸣唱同样的“歌曲”,这可能是通过让占统治地位的头领来选择鸣叫的节拍和歌声组合,从而在种群中维护社会等级。但是,鲸类是通过什么方式将断断续续的鲸歌传播到分散于遥远海域的无数同伴身上,以及这种做法背后的原因依旧成谜。

困扰着科学家的最大的问题是:为什么鲸鱼要唱歌?

诺德表示:“解开鲸歌的作用这个谜题,是每天早上驱使我起床的动力。我深深着迷于座头鲸叫声的演变过程。”

主流的假说是:雄性座头鲸(只有雄性鲸鱼会唱歌)试图利用多变的叫声来吸引雌性个体的注意。诺德说,但当另一头雄鲸出现在附近时,它们也会改变曲调,显然是为了评估对手的体型和健康状况。最近有四篇探讨鲸鱼叫声的新论文发布,而诺德就是其中一篇文章的资深作者

科学家还不清楚为什么座头鲸的叫声模式往往比其他鲸鱼的叫声模式更复杂。诺德认为这很可能是所谓的“失控性选择”(runaway selection)的结果。

在进化的早期,拥有复杂叫声的座头鲸在交配方面取得了巨大的成功,它们与叫声简单的同类相比,在进化上拥有优势。这导致出现了许多叫声响亮,有时甚至非常吵闹的个体。

马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)的助理科学家朱利安·博纳尔(Julien Bonnel)说,不断跟进的研究还体现出持续多年收集数据的重要性,这不仅为研究鲸鱼提供了新见解,也为探究影响其他物种的海洋环境提供了宝贵资料。

得益于技术进步,在过去的十几年里记录鲸歌的设备变得越来越便宜,使得研究人员更容易获取相关资料。能够快速分析海量数据集的计算机程序,则帮助科学家解读了多年来积累的大量资料。

诺德指出,在不伤害鲸鱼的情况下给它们贴上标签的技术,帮助科学家收集了大量的研究数据,但这些标签只能在鲸鱼身上粘附几个小时,限制了单次的信息收集量。

在一项由纽约野生动物保护协会(Wildlife Conservation Society)科学家发起的新研究中,科研人员记录了非洲东西海岸的座头鲸叫声,并与活动于加蓬(Gabon)海岸和马达加斯加附近水域之间的座头鲸的叫声分别做了对比。

从 2001 年到 2005 年,研究人员每年都用船上的手持水下录音器录制座头鲸的叫声。他们在《英国皇家学会开放科学》(Royal Society Open Science)杂志上发表的研究报告证实,这两个种群之间存在互动,并指出它们的发声方式有重叠的地方。

这项研究的第一作者、野生动物学会的海洋保护学家梅琳达·瑞克达尔(Melinda Rekdahl)说:“一个种群中的雄性座头鲸往往会唱同一种类型的鲸歌,但随着时间的推移,鲸歌也在经历着不断变化和演进的过程。这被认为是动物王国里文化演进的最好例子。”

瑞克达尔并没有在收集鲸歌的船上工作,但她有过身临其境的体验,她说:“这是一次奇妙的经历。”

附近“歌手”的美妙声音在船厢里回响。“如果鲸鱼离船很近,你可以听到歌声在鲸鱼浮出水面之前变得越来越弱那种微妙的变化”她回忆道。

她补充说:“如果‘歌手’离小船有些距离,通常情况是你在那里坐了几个小时,可以听到耳机里传出的鲸歌,但却望不到鲸鱼的身影。”

瑞克达尔博士基于 2001 年至 2005 年收集的数据展开新研究,因为她认为,这些录音是比较相邻种群之间鲸歌相似性的最佳数据。

她说,用鲸歌来研究种群混合和种群间联系的想法相对较为新颖,而且科学界到了最近几年才证明此研究方法有价值。

有些个体比其他鲸鱼更喜欢发出重复的声音,有些个体会唱出“异常”的曲调,而幼鲸可能会哼唱完全不同于成年雄鲸的短曲。座头鲸也会随着时间的变化来改变曲子。

鲸鱼改变曲调的一个原因可能是因为新奇性——对雄鲸或附近的雌鲸来说。“如果我作为一头鲸鱼和其他 1.5 万头伙伴在同一海域畅游,要是所有的雄鲸都唱着一样的歌,我会疯掉的,”瑞克达尔博士说。也许,“雌鲸只是在向雄鲸示意,给我一首新歌!”

最近的另外两项研究考察了鲸歌的季节性变化和年度变化。

澳大利亚的研究员珍妮·艾伦(Jenny Allen)播放了几段雄性座头鲸“唱歌”的录音,展示了它们的歌声是如何在几年的时间里变得越来越复杂,每年都有新的声音元素加入。

在一篇论文中,艾伦(她是诺德的博士生)在座头鲸的叫声中意外地发现了一个规律。一旦它们的歌曲达到一定的复杂程度,座头鲸就会完全放弃这种曲调,转而选择一种新的、更简单的调子。她的研究首次量化了鲸歌的复杂性,发表在《英国皇家学会学报 B 辑:生物科学》(Royal Society B: Biological Sciences)上。

“我们没有预料到鲸歌会有这种明显的变换性。”艾伦博士说。她现在是昆士兰大学(University of Queensland)的博士后研究员,也担任了澳大利亚格里菲斯大学(Griffith University)讲师一职。

假设这些鲸歌是为了吸引雌性,她说:“也许一首全新的曲目比继续翻唱老歌来得更性感,”但因为记住一首新歌不是件容易的事情,“他们就简化了曲目,让一下子学习大量新材料变得很容易。”

艾伦博士说,座头鲸的歌曲有很多重复的模式,这可能会更容易记住,就像诗行末尾的押韵有助于记忆一样。她还发现这些模式有很多可预测性,并将鲸歌与基于相同四和弦的流行歌曲进行了比较。

另一篇新发表的论文中,法国布雷斯特大学(University of Brest)的研究人员发现,从 2007 年到 2016 年,在南印度洋的多个录音点,南极蓝鲸(Antarctic blue whale)、侏儒蓝鲸(pygmy blue whale)和长须鲸(fin whale)的发声音调都有所下降。

鲸鱼的解剖结构导致它们响亮的叫声音调较高,安静的叫声音调较低。新南威尔士大学(University of New South Wales)研究员、论文的作者艾曼纽埃尔·勒罗伊(Emmanuelle Leroy)说,从本质上讲,鲸鱼比起以前已经变得稍微安静了一些。

她说:“蓝鲸大多是独居动物,所以需要进行远距离交流,它们会发出低频率、高强度的叫声。这些声音非常洪亮,传播范围达到数百公里。”

她的团队提出两个假说来解释这些年来音调下降的原因。随着商业捕鲸活动的结束,鲸鱼的数量开始反弹,蓝鲸的密集度提高,个体间的距离变短,也许它们只需要让自己的叫声能够被附近水域的同伴听到就行了。

或者可能是由于气候变化导致了海洋酸化,使得这些叫声能够传播得更远,蓝鲸从而可以减小音量。研究小组不认为音调的变化与人类活动有直接联系。

他们的研究发表在《地球物理研究杂志:海洋》(Geophysical Research: Oceans)上。研究还表明,南极蓝鲸的叫声根据不同的季节会发生变化,在春夏两季,叫声频率会增加 0.1 赫兹,而在其他季节则会下降。

春夏两季冰山崩裂时会发出巨响,提高发音频率可能是鲸鱼对此做出的反应。勒罗伊博士说,这些巨响就像是玻璃杯里冰块的破裂声,只不过被放大了无数倍。鲸鱼很难听到彼此的声音,所以它们就加大了音量,抵消噪音。

诺德博士认为,鲸鱼的音高整体下降可能反映了鲸群的老龄化,因为老鲸发出的声音更深沉。

(与其他科学家相反,他还认为鲸鱼可以从距离很远的海洋听到人类发出的噪音,就像即使没有汽车直接经过,城市里的居民也能听到远处的交通轰隆声一样。)

诺德博士说,自从 1960 年代禁止商业捕鲸后,座头鲸“东山再起”,数目得到很大的提升。但不知什么原因,蓝鲸和长须鲸仍在挣扎求生,现在世界上只剩下几千头南极蓝鲸。

另一项与鲸鱼叫声相关的新研究中,伍兹霍尔海洋研究所的研究人员发现,生活在夏威夷海岸附近的短鳍领航鲸(short-finned pilot whales)有它们自己独特的方言,这表明不同的鲸群在刻意避开对方。

人们对这种动物的行为模式知之甚少。研究人员说,这项新研究让人们更好地了解鲸群之间的社会联系,这可能有助于人们了解鲸群的遗传多样性和进化规律,更有针对性地开展鲸鱼的保育工作。


翻译:熊猫译社 驰逸

题图版权:Julie Larsen Maher/Wildlife Conservation Society via The New York Times

© 2019 THE NEW YORK TIMES

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